Guide de l'éducation
Comment l'activité de l'eau contrôle la croissance microbienne
Les micro-organismes ont besoin d'eau pour se développer - sans eau, ils sont contraints de rester en sommeil. Mais comment savoir quelle quantité d'eau est disponible et quels microbes se développeront ?
En 1953, William James Scott a montré que la croissance microbienne dans les aliments est régie non pas par la teneur en eau, comme le pensaient la plupart des gens, mais par l'activité de l'eau. Quatre ans plus tard, il a établi le concept d'une activité minimale de l'eau pour la croissance microbienne. L'activité de l'eau est aujourd'hui couramment utilisée par les fabricants de produits alimentaires pour déterminer si un produit est susceptible ou non de prolifération microbienne.
Contrôle de l'activité de l'eau, prévention de la croissance microbienne
Comme tous les organismes, les micro-organismes dépendent de l'eau disponible dans la nourriture pour leur croissance. Ils absorbent l'eau en la déplaçant à travers la membrane cellulaire. Ce mécanisme de mouvement de l'eau dépend d'un gradient d'activité de l'eau, c'est-à-dire que l'eau se déplace d'un environnement à forte activité de l'eau à l'extérieur de la cellule vers un environnement à faible activité de l'eau à l'intérieur de la cellule. Lorsque l'activité de l'eau à l'extérieur de la cellule devient suffisamment faible, cela provoque un stress osmotique : la cellule ne peut plus absorber d'eau et devient dormante. Les micro-organismes ne sont pas éliminés, ils sont simplement incapables de se développer suffisamment pour provoquer une infection. Les organismes ne réagissent pas tous de la même manière au stress osmotique. C'est pourquoi les limites de croissance varient d'un organisme à l'autre. Certains types de moisissures et de levures se sont adaptés pour supporter des niveaux d'activité de l'eau très bas. Le tableau 1 indique les limites de croissance de l'activité de l'eau pour de nombreux micro-organismes courants.
| aw | Bactéries | Moule | Levure | Produits typiques |
|---|---|---|---|---|
| 0.97 | Clostridium botulinum E Pseudomonas fluorescens | viande fraîche, fruits, légumes, fruits en conserve, légumes en conserve | ||
| 0.95 | Escherichia coli Clostridium perfringens Salmonella spp. Vibrio cholerae | bacon à faible teneur en sel, saucisses cuites, spray nasal, gouttes pour les yeux | ||
| 0.94 | Clostridium botulinum A, B Vibrio parahaemolyticus | Stachybotrys atra | ||
| 0.93 | Bacillus cereus | Rhizopus nigricans | certains fromages, charcuterie (jambon) produits de boulangerie, lait évaporé, ral liquide suspensions, lotions topiques | |
| 0.92 | Listeria monocytogenes | |||
| 0.91 | Bacillus subtilis | |||
| 0.90 | Staphylococcus aureus (anaérobie) | Trichothecium roseum | Saccharomyces cerevisiae | |
| 0.88 | Candida | |||
| 0.87 | Staphylococcus aureus (aérobie) | |||
| 0.85 | Aspergillus clavatus | lait condensé sucré, fromages vieillis (cheddar), saucisses fermentées (salami), viandes séchées (jerky), bacon, la plupart des concentrés de jus de fruits, sirop de chocolat, gâteaux aux fruits, fondants, sirop contre la toux, suspensions d'analgésiques oraux | ||
| 0.84 | Byssochlamys nivea | |||
| 0.83 | Penicillium expansum Penicillium islandicum Penicillium viridicatum | Deharymoces hansenii | ||
| 0.82 | Aspergillus fumigatus Aspergillus parasiticus | |||
| 0.81 | Penicillium Penicillium cyclopium Penicillium patulum | |||
| 0.80 | Saccharomyces bailii | |||
| 0.79 | Penicillium martensii | |||
| 0.78 | Aspergillus flavus | confiture, marmelade, massepain, fruits glacés, mélasse, figues sèches, poisson fortement salé | ||
| 0.77 | Aspergillus niger Aspergillus ochraceous | |||
| 0.75 | Aspergillus restrictus Aspergillus candidus | |||
| 0.71 | Eurotium chevalieri | |||
| 0.70 | Eurotium amstelodami | |||
| 0.62 | Saccharomyces rouxii | fruits secs, sirop de maïs, réglisse, guimauves, chewing-gums, aliments séchés pour animaux de compagnie | ||
| 0.61 | Monascus bisporus | |||
| 0.60 | Pas de prolifération microbienne | |||
| 0.50 | Pas de prolifération microbienne | caramels, caramels, miel, nouilles, pommades topiques | ||
| 0.40 | Pas de prolifération microbienne | œuf entier en poudre, cacao, centre liquide, goutte de toux | ||
| 0.30 | Pas de prolifération microbienne | craquelins, aliments à base d'amidon, préparations pour gâteaux, comprimés de vitamines, suppositoires | ||
| 0.20 | Pas de prolifération microbienne | bonbons bouillis, lait en poudre, préparations pour nourrissons |
Activité de l'eau et FDA, FSIS, FSMA
Si vous mesurez l'activité de l'eau d'un matériau, vous saurez quelles bactéries, moisissures ou champignons peuvent se développer sur et dans ce matériau. En réduisant l'activité de l'eau, vous pouvez exclure la croissance de certaines classes de microbes. Lorsque l'activité de l'eau est faible, il est possible d'empêcher la croissance de quoi que ce soit. L'activité de l'eau n'est pas une étape de destruction. Il s'agit d'une étape de contrôle qui fait partie intégrante de nombreux plans HACCP. Ces limites de croissance microbienne bien établies ont été incorporées dans les réglementations de la FDA, de la FSIS et d'autres organismes. L'activité de l'eau fait partie de la définition des aliments potentiellement dangereux du Code alimentaire de 2013, auquel se réfère la loi sur la modernisation de la sécurité alimentaire (FSMA).
Si la température, le pH et plusieurs autres facteurs peuvent influencer la croissance d'un organisme dans un produit alimentaire et la vitesse à laquelle il se développe, l'activité de l'eau est peut-être le facteur le plus important. La plupart des bactéries, par exemple, ne se développent pas si l'activité de l'eau est inférieure à 0,91, et la plupart des moisissures cessent de se développer si l'activité de l'eau est inférieure à 0,70. L'activité de l'eau combinée à d'autres obstacles, tels que le pH, la température ou l'emballage sous atmosphère modifiée, limitera la croissance microbienne même si l'activité de l'eau est supérieure à 0,91.
En savoir plus - voir l'activité Eau 102
Tout le monde sait que l'activité de l'eau est liée à la croissance microbienne. Mais comment utiliser cette connaissance à votre avantage dans la formulation, la spécification, la production et l'emballage ? Dans ce webinaire de 30 minutes, vous apprendrez :
- ce qu'il faut savoir sur la façon dont l'activité de l'eau prédit la croissance microbienne
- comment utiliser les limites d'aw des organismes spécifiques à votre secteur d'activité pour définir vos spécifications
- comment utiliser différentes techniques de formulation (y compris les humectants, les films, les enduits) pour obtenir l'activité de l'eau dont vous avez besoin
- pourquoi vous devriez envisager de recourir à la technologie des haies pour relever certains défis
